Преобразователь фаза-код с автоматической коррекцией погрешности Советский патент 1979 года по МПК G01R25/04 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗА-КОД С АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИЕЙ ПОГРЕШНОСТИ

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано при построении высокоточных и быстродействующих преобразователей.

Известны преобразователи фаза-код с автоматической коррекцией погрешности, в ко-, торых коррекция результата преобразования осуществляется за счет периодического «запараллелирования каналов. Точность преобразования в таких устройствах достигается за счет того, что переменная составляющая напряжения частоты коммутации на выходе не зависит от фазовой неидентичности каналов. Однако коммутация на входе напряжений, фазовый сдвиг между которыми подлежит измерению, существенно снижает быстродействие преобразователя, поскольку результат получается путем синхронного детектирования выходного напряжения частоты коммутации, а последняя должна быть выбрана на несколько порядков ниже, чем частота входных сигналов (для уменьщения влияния скачков фазы при коммутации) 1.

Недостатком таких преобразователей является больщая амплитудно-фазовая погрешность.

Известны также преобразователи фазакод с автоматической коррекцией погрешности, содержащие формирователи прямоугольных колебаний и два триггера, которые запускаются противоположными фронтами прямоугольных колебаний, полученных из напряжений, фазовый сдвиг между которыми измеряется 2.

Их недостатком является высокая погрешность, обусловленная фазовой неидентичностью.

Известны также преобразователи фазакод, содержащие последовательно включенные управляемый фазовращатель и формирователь, выход которого соединен с одним из входов первого триггера, соединенного вторым входом с выходом второго формирователя, квантующий преобразователь, подключенный к выходу триггера, второй триггер, один вход которого через первый переключатель соединен с выходами первого и второго формирователей, последовательно соединенные со входами устройства второй переключатель и вспомогательный формирователь, коммутационный генератор, соединенный с управляющими входами переключателей и первым входом синхронного детектора, выходом соединенного с управляемым фазовращателем 3. Их недостатком является большая амплитудно-фазовая погрешность. Цель изобретения - уменьшение погрешностей, обусловленных неидентичностью основных каналов, и уменьшение амплитуднофазовой погрешности преобразователя из-за уходов нулевой линии вспомогательного формирователя канала коррекции. Эта цель достигается тем, что преобразователь фаза-код с авто.матической коррекцией погрешности, содержащий в одном из каналов последовательно включенные управляемый фазовращатель и формирователь, выход которого соединен с одним из входов первого триггера, соединенного вторым входом с выходом второго формирователя, выход этого триггера соединен с квантующим преобразователем, второй триггер, один вход которого через первый переключатель соединен с выходами первого и второго формирователей, а также последовательно соединенные второй переключатель, соединенный со входами устройства, и вспомогательный формирователь, коммутационный генератор, выход которого соединен с управляющими входами переключателей и первым входо.м синхронного детектора, выходом соединенного с управляющими входами переключателей и первым входом синхронного детектора, выходом соединенного с управляемым фазовращателем, снабжен инвертором, сумматором и третьим триггером, один вход которого соединен с выходом первого переключателя, другой вход через инвертор соединен со вторым входом второго триггера, а выход третьего триггера подключен к первому входу сумматора, другой вход которого соединен с выходом второго триггера. Выход сумматора соединен со вторым входом синхронного детектора, а вход инвертора подключен к выходу вспомогательного формирователя. На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Преобразователь содержит управляемый фазовращатель 1, формирователи 2, 3 прямоугольных колебаний в основных каналах. триггер 4, квантующий преобразователь 5, вспомогательный формирователь 6 прямоугольных колебаний, инвертор 7, триггеры 8, 9, сумматор 10, синхронный детектор 11, коммутационный генератор 12, и переключатели 13, 14. Устройство работает следующим образом. Сравниваемые по фазе напряжения U/ и Ui (фиг. 2, а, б) без ущерба общности показанные синфазными, одно непосредственно, а второе через управляемый фазовращатель 1 воздействуют на входы формирователей 2 и 3, производящих усиление и ограничение входных напряжений. Перепады напряжений с выходов формирователей 2 и 3 (фиг. 2, в, г) запускают триггер 4, и импульсы с выхода последнего кодируются с помощью преобразователя 5. Одновременно напряжения Ui и U с помощью автоматического переключателя 14, управляемого от генератора 12, попеременно подаются во вспомогательный канал, содержащий формирователь 6. При наличии ухода нулевой линии формирователя 6 (показана пунктирной линией) скважность прямоугольного напряжения последнего отлична от линии формирователя 2 (фиг. 2,д) и зависит от амплитуд входных напряжений. Это напряжение непосредственно и через инвертор 7 поступает на входы триггеров 8 и 9, на другие входы которых через переключатель 13 поступает напряжение с выхода соответствующего формирователя 2, если во вспомогательный капал подается папряжение lj(, и формирователя 3, если подано напряжение IJj. Импульсы с амплитудой Uo с выходов триггеров 8 и 9 (фиг. 2, ж, з) через сумматор 10 поступают на вход детектора И, управляемого от генератора 12. Поскольку среднее значение суммарного напряжения на входе детектора I 1 в оба такта коммутации одинаково (), то огпбающая частоты ком.мутации отсутствует и напряжение на В1 1ходе этого детектора равно нулю (управляющее воздействие для управляемого фаЗовращате.ля 1 отсутствует). При изменении положения нулевой линии формирователя 6, например, в сторону увеличения асимметрии (пунктирная .чинпя на фиг. 2. а, б перемещается дальше от оси абсцисс) смещаются фронты импульсов папряжения на выходе формирователя 6 и соответственно инвертора 7 (на фиг. 2, д показано стрелками). При этом смещение происходит в одинаковой степени в разные стороны, в результате чего длительноеть импульсов на выходе триггера 8 увеличивается,fja выходе триггера 9 уменьшается, а су.ммарная длительность их остается неизменной. Таким образом, вспомогательный канал коррекции оказывается нечувствительным к смещению нулевой линии формирователя 6. Если же возникает несоответствие фаз входного и выходного напряжений какоголибо из основных каналов Д U, приводящее к погрешноети (фиг. 2, г пунктирная линия), это вызывает смещение фронтов импульсов на выходах триггеров 8 и 9 в одну сторону (фиг. 2, ж, з) и изменение среднего значения напряжения на входе детектора 11 в данном такте. В результате появления огибающей частоты коммутации выходное напряжение детектора становится отличным от нуля и воздействует на фазовращатель 1 в сторону уменьшения Д U, т. е. осуществляется коррекция погрешности основных каналов. При этом, как отмечалось выше, уходы нулевой линии формирователя 6 канала коррекции влияния не оказывают.

Формула изобретения

Преобразователь фаза-код с автоматической коррекцией погрешности, содержащий последовательно включенные управляемый фазовращатель и формирователь, выход которого соединен с одним из входов первого триггера, соединенного вторым входом с выходом второго формирователя, выход указанного триггера соединен с квантующим преобразователем, второй триггер, один вход которого через первый переключатель соединен с выходами первого и второго формирователей, а также последовательно соединенные второй переключатель, соединенный со входами устройства, и вспомо ательный формирователь, коммутационный генератор, выход которого соединен с управляющими входами переключателей и первым входом синхронного детектора, выходом соединенного с управляющими входами переключателей и первым входом синхронного детектора, выходом соединенного с управляемым фазовращателем, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешностей преобразования, он снабжен инвертором, сумматором и третьим триггером, один вход которого соединен с выходом первого переключателя, другой вход через инвертор соединен с вторым входом второго триггера, а выход третьего триггера подключен к первому входу сумматора, другой вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход сумматора соединен со вторым входом синхронного детектора, при этом вход инвертора подключен к выходу вспомогательного формирователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Ч

Л т

()-й такт

Фиг. 2